AT510009B1 - Messvorrichtung und verfahren zur dickenmessung eines bandes - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT510 009 B1 2012-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Es sind Messvorrichtungen zur Dickenmessung von Bändern bekannt, bei welchen ein Band zwischen einen Messaufnehmer und einer Auflage durchgeführt wird. Nachteilig bei den bekannten Messvorrichtungen ist, dass insbesondere bei Dicken im Bereich unter 2000 pm große Messungenauigkeiten in Relation zur Banddicke auftreten.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Messvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher eine hohe Genauigkeit für Bänder, Platten, Drähte oder dergleichen mit Dicken unter 2000 pm erreicht werden können und einfach eine Aussage über die Qualität der Messergebnisse ermöglicht wird.

[0004] Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

[0005] Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine weitgehend reibungsfreie Lagerung des Messaufnehmers erzielt wird und die Dicke des Bandes mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann. Weiters kann eine gute Zentrierung der Messspitze sichergestellt werden, wodurch die Genauigkeit weiter erhöht werden kann. Vorteilhaft ist weiters, dass die Temperatur des Messaufnehmers im Wesentlichen konstant gehalten werden kann, vorzugsweise mit einem temperaturstabilisierten Fluid, und Messfehler aufgrund von Wärmeausdehnungen vermieden werden können.

[0006] Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 12.

[0007] Die Verfahrensschritte des Patentanspruches 12 entsprechen analog den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei eine analoge Aufgabe gelöst wird.

[0008] Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0009] Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Ansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.

[0010] Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossene Zeichnung, in welcher lediglich eine bevorzugte Ausführungsform beispielhaft im Aufriss dargestellt ist, näher beschrieben.

[0011] Dabei zeigt die Fig. eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Messvorrichtung 1 zur Dickenmessung eines Bandes 2 mit einer eine Messzone 3 umfassenden Auflage 4, mit einem im Wesentlichen normal zu der Auflage 4 mittels einer Lageranordnung 5 beweglich gelagerten Messaufnehmer 6, wobei der Messaufnehmer 6 eine Messspitze 7 zum Zusammenwirken mit der Auflage 4 in der Messzone 3 aufweist, und mit einem Positionsaufnehmer 8 zur Aufnahme der Position eines Indikatorelementes 9 des Messaufnehmers 6, wobei die Lageranordnung 5 als Fluidlager ausgebildet ist.

[0012] Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine weitgehend reibungsfreie Lagerung des Messaufnehmers erzielt wird und die Dicke des Bandes mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann. Weiters kann eine gute Zentrierung der Messspitze 7 sichergestellt werden, wodurch die Genauigkeit weiter erhöht werden kann. Vorteilhaft ist weiters, dass die Temperatur des Messaufnehmers 6 im Wesentlichen konstant gehalten werden kann und Messfehler aufgrund von Wärmeausdehnungen vermieden werden können.

[0013] Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 dient primär zur Dickenmessung eines Bandes 2, wobei die Anwendung aber nicht nur auf der Dicke eines Bandes beschränkt ist. Der zu messende Körper kann beispielsweise auch als Draht oder als Platte ausgebildet sein oder jede andere Form aufweisen, welche vorzugsweise zumindest bereichsweise flache und/oder im wesentlichen planparallele Bereiche umfasst. Ein Band weist eine Längsrichtung auf, deren 1/10 österreichisches Patentamt AT510 009B1 2012-01-15

Größe im Vergleich zu den Querschnittsabmessungen eines Querschnitts normal zur Längsrichtung wesentlich größer ist. Eine Platte weist eine Fläche auf, deren Dicke im Vergleich zu den Abmessungen der Fläche wesentlich geringer sind.

[0014] Der zu messende Körper kann aus Metall, Kunststoff oder Keramik, ausgebildet sein. Insbesondere können Körper aus Metall gemessen werden. Zur knappen und klaren Formulierung wird jener Körper, dessen Dicke gemessen werden soll, in weiter Folge als Band 2 bezeichnet.

[0015] Die Messvorrichtung 1, deren erste bevorzugte Ausführungsform in der Fig. gezeigt wird, weist eine, eine Messzone 3 umfassende, Auflage 4, mit einem im Wesentlichen normal zu der Auflage 4 mittels einer Lageranordnung 5 beweglich gelagerten Messaufnehmer 6 auf, wobei der Messaufnehmer 6 eine Messspitze 7 zum Zusammenwirken mit der Auflage 4 in der Messzone 3 aufweist.

[0016] Bei der Dickenmessung ist das Band 2 zwischen der Messspitze 7 und der Auflage 4 angeordnet.

[0017] Die Auflage 4 weist dabei bevorzugt eine im Wesentlichen plane Oberfläche auf.

[0018] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass eine Transportvorrichtung zum Transport des Bandes 2 über die Auflage 4 vorgesehen ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Dicke des Bandes 2 entlang dessen Längsachse gemessen werden. Dabei kann die Dicke des Bandes 2 insbesondere während eines laufenden Produktionsprozesses kontinuierlich gemessen und überprüft werden.

[0019] Die Transportvorrichtung kann beispielsweise unmittelbar an der Messvorrichtung 1 angeordnet sein. Die Transportvorrichtung kann auch als von der Messvorrichtung 1 unabhängige Baugruppe ausgebildet sein.

[0020] Die Messvorrichtung 1 kann auch zur Dickenmessung eines ruhenden Körpers verwendet werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung 1 bewegt wird.

[0021] Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Führungsrolle 15 zur Führung des Bandes 2 auf die Auflage 4 angeordnet ist. Dabei kann die Führungsrolle 15 einen auf die Breite des Bandes 2 einstellbaren Spalt aufweisen, in dem das Band 2 geführt werden kann. Durch ein Aufliegen des Bandes 2 an dem Spaltgrund kann einfach eine dreiseitige Führung des Bandes 2 sichergestellt werden, wodurch einfach eine vorgebbare Bewegung des Bandes 2 über die Auflage 4 und insbesondere in der Messzone 3 erreicht werden kann.

[0022] Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann weiters vorgesehen sein, dass wenigstens eine Gegenrolle 16 zum Zusammenwirken mit der wenigstens einen Führungsrolle 15, zur vertikalen Führung des Bandes 2, vorgesehen ist. Die Gegenrolle 16 ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass das Band 2 von der Gegenrolle 16 gegen die Führungsrolle 15 gepresst wird. Dadurch können störende Bewegungskomponenten des Bandes 2 beruhigt werden und sichergestellt werden, dass das Band 2 in der Führung der Führungsrolle 15 bleibt. Dadurch kann die Dicke des Bandes 2 auch in hoher Geschwindigkeit, beispielsweise größer als 250 m/min, vorzugsweise größer als 500 m/min, insbesondere größer als 750 m/min, gemessen werden. Weiters kann dadurch eine Beschädigung der Messvorrichtung 1 durch eine unkontrollierte Bewegung des Bandes 2 verhindert werden.

[0023] Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass beidseitig der Auflage 4 jeweils zumindest eine der Führungsrollen 15 und eine der Gegenrollen 16 angeordnet ist, wobei im Bereich der Auflage ein sich bewegendes Band 2 zuverlässig entlang einer vorgebbaren Bewegungsbahn geführt werden kann.

[0024] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass um die Messzone 3 ein Drehelement 12 mit Führungen 13 zur seitlichen Führung des Bandes 2 angeordnet ist. Dadurch kann eine Bewegung des Bandes aus der Messzone 3 verhindert und die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Messergebnisses verbessert werden. 2/10 österreichisches Patentamt AT510 009 B1 2012-01-15 [0025] Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform umfasst das Drehelement 12 zwei Führungen 13, welche in Bezug auf die Messzone 3 an zwei gegenüberliegenden Stellen zentralnähe angeordnet sind. Das Band 2 kann zwischen den Führungen 13 geführt werden, wobei durch die Führungen 13 ein seitliches Verschieben des Bandes 2 unterbunden wird.

[0026] Die Führungen 13 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform sind als Stifte ausgebildet und ragen parallel zu der Drehachse des Drehelementes 12 über die Auflage 4 hervor. Durch ein Drehen des Drehelementes 12 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform können die Führungen 13 an unterschiedliche Breiten des Bandes 2 angepasst werden, wobei das Band 2 exakt und zentriert durch die Messzone 4 geführt wird.

[0027] Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Auflage 4 in Bezug auf die Führungsrolle 15 höhenverstellbar angeordnet ist. Dadurch ist die Position der Auflage 4 zum Band 2, und damit der Abstand zwischen Auflage 4 und Band 2, bzw. der Druck des Bandes 2 auf die Auflage 4 vorgebbar.

[0028] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Messzone 3 allein in Bezug auf die Führungsrolle 15 höhenverstellbar ist. Dabei kann die Messzone 3 unabhängig von dem die Messzone 3 umgebenden Bereich der Auflage 4 eingestellt werden.

[0029] Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass die Höhe der Auflage 4 derart gewählt wird, dass das Band 2 die Auflage 4 so berührt, dass das der Abstand zwischen Auflage 4 und Band 2, und der Druck des Bandes 2 auf die Auflage 4 minimal ist. Dadurch können Messfehler und eine starke Abnutzung der Auflage 4 vermieden werden.

[0030] Bevorzugt besteht die Auflage 4 in der Messzone 3 aus einem Material, welches sehr hart und daher unnachgiebig ist, einen geringen Reibungskoeffizienten und einen geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist. Die Auflage 4 in der Messzone 3 kann beispielsweise aus Metall, Keramik, Edelsteine, z. B. Diamant, bzw. geeigneten Mineralien, beispielsweise Oxiden oder Nitriden, mit kristalliner oder amorpher Kristallstruktur, ausgebildet sein. Dadurch kann eine gute Messgenauigkeit erreicht werden. Weiters wird der Verschleiß durch die Wahl eines harten Materials gering gehalten, wodurch ein größeres Wartungsintervall gewählt werden kann.

[0031] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Messzone 3 der Auflage 4 durchscheinend, insbesondere durchsichtig, ausgebildet ist. Dadurch kann kontrolliert werden, ob das Band 2 sich in der Messzone 3 befindet, und/oder die Dicke des Bandes 2 an der gewünschten Position oder Linie gemessen wird. Vorzugsweise ist die Auflage 4 aus einem verschleißfesten Material mit einer geringen Wärmedehnung.

[0032] Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform kann weiters vorgesehen sein, dass eine optische Vorrichtung 17, insbesondere ein Objektiv unterhalb der Auflage 4 angeordnet ist. Dadurch kann die Position des Bandes 2 in der Messzone 3 mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, wobei die Gefahr eines systematischen Messfehlers aufgrund einer schlechten Positionierung vermieden wird.

[0033] Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform kann weiters vorgesehen sein, dass unterhalb der optischen Vorrichtung 17 ein Spiegel 18 angeordnet ist. Dieser Spiegel ist dabei bevorzugt derart eingestellt, dass die Position des Bandes 2 in der Messzone 3 von außen gut einsehbar ist. Dadurch kann eine schnelle und einfache Überprüfung der Position des Bandes 2 in der Messzone 3 von außen erfolgen.

[0034] Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein Bildverarbeitungssystem, beispielsweise eine Kamera mit einem CCD Chip, unterhalb der Auflage 4 oder der optischen Vorrichtung 17 angeordnet ist. Dadurch kann eine ständige Überwachung der Position des Bandes 2 in der Messzone 3 erfolgen und beispielsweise an einen Rechner mit einem Bilderkennungsprogramm weitergeleitet werden, wodurch beispielsweise die Position des Bandes 2 in der Messzone 3 automatisch nachjustiert werden kann, oder die Messung automatisch gestoppt werden kann, wenn das Band 2 sich außerhalb einer vorgebbaren Position befindet. 3/10 österreichisches Patentamt AT510 009B1 2012-01-15 [0035] Die Dicke des Bandes 2 führt dazu, dass sich die Position des Messaufnehmers 6, dessen Messspitze 7 mit dem Band 2 in Berührung ist, verändert.

[0036] Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Messaufnehmer 6 als Messstab 11 ausgebildet ist. Dadurch wird eine direkte Beziehung zwischen der Dicke des Bandes 2 und der vertikalen Position des Messaufnehmers 6 erreicht.

[0037] Die Aufliegekraft, mit welcher der Messaufnehmer 6 mit dessen Messspitze 7 auf dem Band 2 aufliegt, ist dabei bevorzugt die Gravitationskraft. Dadurch bleibt diese Aufliegekraft unabhängig von der Dicke des Bandes 2 konstant, wodurch eine genaue Messung unabhängig von der Dicke des Bandes 2 möglich ist. Die minimale Aufliegekraft ist dabei vom Eigengewicht des Messaufnehmers 6 abhängig. Dadurch kann eine genaue Messung mit gleichzeitig geringer Abnützung der Auflage 4 und/oder der Messspitze 7 erreicht werden. Dabei kann die Aufliegekraft so groß gewählt werden, dass das Aufliegen des Bandes gewährleistet ist und eine negative Beeinflussung des Messergebnisses vermieden wird.

[0038] Bei anderen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Aufliegekraft oder zumindest ein Teil der Aufliegekraft magnetisch, mechanisch und/oder fluidtechnisch aufgebracht wird.

[0039] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Messaufnehmer 6 eine Aufnahme für Zusatzgewichte aufweist. Dadurch kann die Aufliegekraft einfach und schnell den jeweiligen Bedingungen angepasst werden.

[0040] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Messaufnehmer 6 aus einem starren Material mit geringer Wärmeausdehnung ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Messaufnehmer 6 aus Metall, Stein, Diamant, Keramik, Mineralien mit kristalliner oder amorpher Kristallstruktur, Kunststoff, Glasfaserverbundwerkstoffe, Kohlefaserverbundwerkstoffe oder sonstigen Verbundwerkstoffen ausgebildet sein. Durch eine geringe Wärmeausdehnung, und/oder einer großen Formstabilität des Messaufnehmers 6 kann eine genaue Messung erzielt werden.

[0041] Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Messstab 11 und die Messspitze 7 zweistückig ausgebildet sind. Dadurch kann der Messstab 11 und die Messspitze 7 aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein, wobei beispielsweise das Material des Messstabes 11 eine geringe Wärmeausdehnung, und das Material der Messspitze 7 einen geringen Verschleiß aufweist.

[0042] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Messspitze 7 aus einem harten, verschleißfestem Material ausgebildet ist, welches eine geringe Reibung aufweist. Beispielsweise kann die Messspitze 7 aus Metall, Stein, Diamant, Keramik, geeigneten Mineralien mit kristalliner oder amorpher. Kristallstruktur ausgebildet sein. Dadurch wird der Verschleiß gering gehalten, wodurch für einen langen Zeitraum gleichbleibende Messbedingungen erzielt werden, und auch ein großes Wartungsintervall möglich ist. Durch die geringe Reibung wird weiters wenig Reibungswärme frei, wodurch die Messung auch über einen langen Zeitraum bei im Wesentlichen konstanten Bedingungen durchgeführt werden kann. Dadurch kann oft, und/oder durchgehend die Dicke des Bandes 2 bestimmt werden.

[0043] Die Geometrie der Messspitze 7 ist weiters bevorzugt an die Bedingungen angepasst, beispielsweise zu einer angenäherten Punktberührung einer angenäherten Linienberührung oder einer angenäherten Flächenberührung.

[0044] Bevorzugt ist weiters die Messspitze 7 mit dem Messstab 11 fest verbunden. Diese feste Verbindung kann beispielsweise formschlüssig, reibschlüssig, kraftschlüssig oder durch eine Klebeverbindung erfolgen.

[0045] Um die Position des Messaufnehmers 8 zu bestimmen ist ein Positionsaufnehmer 8 zur Aufnahme der Position eines Indikatorelementes 9 des Messaufnehmers 6 vorgesehen. Bevorzugt nimmt der Positionsaufnehmer 8 die Position des Indikatorelementes 9 berührungsfrei auf.

[0046] Das Indikatorelement 9 kann, wie in der Fig. dargestellt, am oberen Ende des Messaufnehmers angeordnet sein. Dadurch ist eine einfache Messung möglich, wobei das Indikator- 4/10 österreichisches Patentamt AT510 009 B1 2012-01-15 element 9 das Hantieren mit dem Messaufnehmer 6 nicht behindert.

[0047] Alternativ kann das Indikatorelement aber auch im Bereich der Messspitze 7 angeordnet sein. Dadurch kann der Einfluss der Wärmeausdehnung des Messaufnehmers 6 auf das Messergebnis besonders gering gehalten werden.

[0048] Der Positionsaufnehmer 8 kann beispielsweise mit dem Indikatorelement 9 über eine magnetische oder elektrostatische Kraft wechselwirken, oder der Positionsaufnehmer 8 und das Indikatorelement 9 als kapazitatives Element aufgebaut sein, wobei durch die Änderung der Position des Indikatorelements 9 zum Positionsaufnehmer 8 die Kapazität verändert wird.

[0049] Beispielsweise kann der Positionsaufnehmer 8 als kapazitives System, vorzugsweise als kapazitativer Abstandsensor, ausgebildet sein. Dadurch kann eine hohe Taktrate und eine hohe Auflösung erzielt werden.

[0050] Alternativ kann der Positionsaufnehmer 8 auch als Wirbelstrom Abstandsensor ausgebildet sein. Dadurch kann ebenfalls eine hohe Auflösung erreicht werden, wobei dieser Sensor besonders unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen und Verschmutzung ist.

[0051] Weiters kann der Positionsaufnehmer 8 auch als Radar-Abstandssensor oder als Magneto-Induktiver Abstandsensor ausgebildet sein.

[0052] Auch kann der Positionsaufnehmer 8 als Ultraschallsensor mit Schalldüse ausgebildet werden. Dadurch kann eine genaue Messung bei gleichzeitig großem Messbereich erzielt werden.

[0053] Bevorzugt kann weiters vorgesehen sein, der Positionsaufnehmer 8 als optisches System ausgebildet ist. Dadurch kann die Bewegung des Messaufnehmers 6 unabhängig von dem Positionsaufnehmer 8 erfolgen, wobei insbesondere das Messergebnis beeinflussende Krafteinwirkungen von dem Positionsaufnehmer 8 auf den Messaufnehmer 6 vermieden werden können. Weiters wird die Bewegungsfreiheit des Messaufnehmers 6 nicht durch den Positionsaufnehmer 8 eingeschränkt.

[0054] Beispielsweise kann der Positionsaufnehmer 8 als Konfokal-Sensor ausgebildet sein. Dadurch kann eine hohe Auflösung erzielt werden, wobei der Konfokal-Sensor in vorteilhafter Weise eine lineare Beziehung zwischen Messgröße und Position des Indikatorelementes 9 aufweist.

[0055] Auch kann der Positionsaufnehmer 8 als Chromatisch-Konfokal-Sensor ausgebildet sein. Dieser bietet höchste Auflösung und benötigt keine beweglichen Teile.

[0056] Der Positionsaufnehmer 8 kann auch als Infrarotabstandssensor ausgebildet sein. Dadurch kann ein großer Messbereich erzielt werden.

[0057] Beispielsweise kann der Positionsaufnehmer 8 als Laser-Triangulation-Sensor ausgebildet sein. Dadurch kann ein großer Messbereich bei gleichzeitig hoher Auflösung erreicht werden.

[0058] Weiters kann der Positionsaufnehmer 8 auch nach dem Prinzip der interferometrischen Submikrometer-Messtechnik funktionieren. Dadurch können höchste Auflösungen erzielt werden.

[0059] Auch kann der Positionsaufnehmer 8 nach dem Prinzip des optischen Schattenwurfes funktionieren. Dabei befindet sich das Indikatorelement 9 zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtsensor. Durch die Auswertung des Schattenwurfes kann die Position des Indikatorelementes 9, und damit der Abstand zwischen Auflage 4 und Messspitze 7, genau ermittelt werden.

[0060] Bevorzugt kann weiters vorgesehen sein, dass der Positionsaufnehmer 8 einen zweiten Sensor aufweist, welcher den Abstand zwischen Positionsaufnehmer 8 und Auflage 4 misst. Dadurch kann der Fehler, welcher dadurch entsteht, dass der Rahmen, an welchem der Positionsaufnehmer 8 angeordnet ist sich temperaturbedingt ausdehnt, bestimmt und korrigiert werden. 5/10 österreichisches Patentamt AT510 009B1 2012-01-15 [0061] Weiters kann die Wärmeausdehnung dieses Rahmens mittels einer Dehnungsmessung, beispielsweise mit einem Dehnungsmessstreifen, bestimmt werden.

[0062] Um die Wärmeausdehnung des Rahmens zu vermindern, kann der Rahmen für die Dauer der Messung temperiert werden.

[0063] Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass Positionsaufnehmer 8 und Indikatorelement 9 von einem Gehäuse 19 umgeben sind. Dadurch wird ein Fehler der Positionsaufnahme des Indikatorelementes 9 durch Fremdkörper, beispielsweise Staub, Metallstaub, Korund, Feuchtigkeit oder Streulicht verhindert.

[0064] Bei der Messvorrichtung 1 ist vorgesehen, dass die Lageranordnung 5 als Fluidlager ausgebildet ist. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine besonders hohe Messgenauigkeit erreicht werden kann.

[0065] Das Fluidlager kann insbesondere mit einem temperaturstabilisierten Fluid betrieben werden. Dabei kann mittels des Fluids die Temperatur des Messaufnehmers 6 im Wesentlichen konstant gehalten werden.

[0066] Insbesondere kann dadurch ein schnelles Ansprechen des Messaufnehmers 6 sichergestellt werden, wobei die Kraft, mit welcher der Messaufnehmer 6 auf dem Band 2 aufliegt in einem großen Bereich frei gewählt werden kann.

[0067] Der Messaufnehmer ist in der Lageranordnung 5 im Wesentlichen normal zu der Auflage 4 beweglich gelagert.

[0068] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lageranordnung 5 als statisches Gleitlager ausgebildet ist. Ein statisches Gleitlager ist dabei ein Gleitlager, bei welchem das Fluid von Außen unter Druck in den Spalt zwischen Messaufnehmer 6 und Lageranordnung 5 gepresst wird. Dadurch kann eine weitgehend reibungsfreie Lagerung des Messaufnehmers 6 erreicht werden.

[0069] Bevorzugt ist die Dicke des Spaltes zwischen Messaufnehmer 6 und Lageranordnung 5 sehr klein. Dadurch kann eine genaue Positionierung des Messaufnehmers 6 erreicht werden.

[0070] Als Fluid kann dabei eine Flüssigkeit, insbesondere eine temperaturstabilisierte Flüssigkeit, beispielsweise Schmieröl oder Wasser, oder ein Gas, insbesondere ein temperaturstabilisiertes Gas, beispielsweise Stickstoff, Edelgase, Luft, insbesondere getrocknete Luft, verwendet werden.

[0071] Bei anderen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass das Fluidlager als ein dynamisches Gleitlager ausgebildet ist, wobei es durch eine gezielte Rotation des Messaufnehmers 6 in der Lageranordnung 5 zu einer reibungsvermindernden Wirkung des Fluids kommt.

[0072] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Fluidlager ein Gaslager, insbesondere ein Luftlager, ist. Dadurch kann eine weitgehend reibungsfreie Lagerung des Messaufnehmers 6 und damit hohe Messgenauigkeit der Messvorrichtung 1 erreicht werden. Weiters entfällt dadurch die Gefahr, dass eine austretende Flüssigkeit die Messvorrichtung 1 verdreckt, das Messergebnis verfälscht, und/oder die Messvorrichtung 1 oder eine nachfolgende Vorrichtung im Produktionsprozess des Bandes 2 beschädigt.

[0073] Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass das zu verwendende Gas Luft, insbesondere getrocknete Luft, ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit das verwendete Gas wieder zu sammeln und abzutransportieren.

[0074] Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zu verwendende Luft, insbesondere getrocknete Luft, temperaturstabilisiert ist. Dadurch kann die Temperatur des Messaufnehmers 6 im Wesentlichem konstant gehalten werden, wodurch Messfehler, welche in der Wärmeausdehnung ihren Ursprung haben, gering gehalten werden können.

[0075] Das Fluid kann durch mehrere Fluidkanäle in den Spalt zwischen Messaufnehmer 6 und Lageranordnung 5 eingebracht werden. 6/10 österreichisches Patentamt AT510 009B1 2012-01-15 [0076] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Fluidlager einen porösen Werkstoff, insbesondere ein poröser Sinterwerkstoff, zur Fluidführung umfasst. Dadurch kann eine sehr gleichmäßiger statischer Druck zur Lagerung des Messaufnehmers 6 erreicht werden, wodurch ein Verkannten des Messaufnehmers 6 verhindert werden kann.

[0077] Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass der Verdrehwinkel des Messaufnehmers 6, daher bei einer Drehung um die Längsachse des Messaufnehmers, vorgebbar, bzw. steuerbar ist. Wenn die Messspitze 7 beispielsweise außermittig der Drehachse angeordnet ist, kann durch eine gezielte Verdrehung des Messaufnehmers 6 eine Feinjustierung der Position der Messspitze 7 auf dem Band 2 erfolgen. Bei anhaltender Drehung des Messaufnehmers 6 kann nicht nur die Dicke entlang einer Linie des Bandes 2 bestimmt werden, sondern durch einen sinusförmigen Verlaufe der Messpunkte auf dem Band 2 auch weitere Aussagen über die Form des Bandes 2, beispielsweise einer Krümmung, getätigt werden.

[0078] Eine Steuerung des Verdrehwinkels des Messaufnehmers 6 kann beispielsweise dabei direkt am Messaufnehmer über beispielsweise Magneten erfolgen.

[0079] Weiters kann aber auch eine Steuerung des Verdrehwinkels des Messaufnehmers 6 über eine Drehbewegung der Lageranordnung 5 erfolgen.

[0080] Besonders einfach kann die Lage des Messaufnehmers 6 vorgegeben werden, wenn der Querschnitt des Messaufnehmers 6 nicht rotationssymmetrisch ist, beispielsweise oval oder polygonal, insbesondere viereckig. Bei diesen Messaufnehmern 6 kann einfach sichergestellt werden, dass der Messaufnehmer 6 der Drehbewegung der Lageranordnung 5 folgt.

[0081] Zum kontrollierten Auf- und Absetzen des Messaufnehmers 6 auf das Band 2 ist bevorzugt vorgesehen, dass die Messvorrichtung 1 eine Hebeeinrichtung 20 umfasst.

[0082] Bevorzugt ist diese Hebeeinrichtung 20 als Kolben mit Fortsatz ausgebildet, der vertikal bewegbar ist und von unten an einem Fortsatz des Messaufnehmers 6 anliegt um den Messaufnehmer 6 an diesem Fortsatz hochzuheben. Dabei liegt der Messaufnehmer 6 lediglich mit der Kraft des Eigengewichtes auf der Hebeeinrichtung 20. Dadurch kann der Messaufnehmer 6 kontrolliert auf das Band 2 auf- und abgesetzt werden, wodurch Beschädigungen vermieden werden können.

[0083] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lageranordnung 5 im Wesentlichen parallel zur Auflage 4 mittels einer Bewegungseinrichtung bewegbar ist. Dadurch kann der Nullpunkt der Messvorrichtung 1 einfach überprüft werden, indem der Messaufnehmer 6 auf die Auflage 2 neben dem Band 2 aufgesetzt wird, auch wenn das Band 2 noch bewegt wird.

[0084] Weiters ist bevorzugt vorgesehen, das die Bewegungseinrichtung elektronisch steuerbar ist. Dadurch kann die Überprüfung der Nullpunktlage automatisch an vorgebbaren Zeitpunkten erfolgen, und/oder wenn gewisse vorgebbare Bedingungen erfüllt sind. Dadurch kann eine zuverlässige Messung auch übereinem längeren Zeitraum gewährleistet werden.

[0085] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung derart genau ausgebildet ist, dass die Position des Bandes 2 an welcher die Dicke gemessen wird, vorgebbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Dicke des Bandes 2 entlang einer Sinuskurve gemessen wird. Dadurch können weitere Erkenntnisse über die Form des Bandes 2 gewonnen werden.

[0086] Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass lediglich die Lageranordnung 5 durch die Bewegungseinrichtung bewegbar ist. Dadurch kann die zu bewegende Masse gering gehalten werden, wodurch eine genaue Positionierung der Lageranordnung 5 möglich ist.

[0087] Bei einer geeigneten Wahl der Auflage 4, des Messaufnehmers 6, der Lageranordnung 5, sowie Kontrolle bzw. Berücksichtigung diverser Fehlerquellen, wie beispielsweise der Wärmeausdehnung, ist die Auflösung der Messvorrichtung 1 im Nanometerbereich, beispielsweise 100 nm, insbesondere 10 nm.

[0088] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auflage 4 und die Lageranordnung 5 relativ zur Führungsrolle 15 verschiebbar gelagert sind. Dadurch kann so- 7/10

Claims (14)

1. österreichisches Patentamt AT510 009B1 2012-01-15 wohl die Auflage 4 als auch die Lageranordnung vom Band 2 entfernt werden, um beispielsweise Wartungsarbeiten zu unternehmen ohne einen laufenden Produktionsprozess zu behindern. [0089] Vorzugsweise sind dabei die Auflage 4 und die Lageranordnung 5 auf einem gemeinsamen Führungselement angeordnet, wobei die Bewegung der Auflage 4 und der Lageranordnung 5 gemeinsam erfolgt und im Wesentlichen normal zur Bewegungsrichtung des Messaufnehmers 6 in der Lageranordnung 5 ist. Weiters kann sie im Wesentlichen normal zur Bewegungsrichtung des Bandes 2 erfolgen. [0090] Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Dickenmessung eines Bandes 2, wobei das Band 2 auf einer eine Messzone 3 umfassende Auflage 4 angeordnet wird, von einem im Wesentlichen normal zu der Auflage 4 mittels einer als Fluidlager ausgebildeten Lageranordnung 5 beweglich gelagerten Messaufnehmer 6 das Band 2 gegen die Messzone 3 gedrückt wird, wobei eine Messspitze 7 des Messaufnehmers 6 mit dem Band 2 in Kontakt gehalten wird, von einem Positionsaufnehmer 8 die Position eines Indikatorelementes 9 des Messaufnehmers 6 aufgenommen wird, und aus den Daten des Positionsaufnehmers 8 die Dicke des Bandes 2 bestimmt wird. [0091] Dadurch können die in der Einleitung genannten Vorteile erreicht werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Dicke des Bandes 2 wegen der weitgehend reibungsfreien Lagerung des Messaufnehmers 6 mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann. Weiters kann dadurch eine gute Zentrierung der Messspitze 7 erreicht werden, wodurch der Messfehler gering gehalten wird. Vorteilhaft ist weiters, dass durch das Fluidlager eine im Wesentlichen konstante Kühlung des Messaufnehmers 6 erreicht wird, wodurch Fehler aufgrund von Wärmeausdehnungen gering gehalten werden werden. Patentansprüche 1. Messvorrichtung (1) zur Dickenmessung eines Bandes (2) mit einer eine Messzone (3) umfassenden Auflage (4), mit einem im Wesentlichen normal zu der Auflage (4) mittels einer Lageranordnung (5) beweglich gelagerten Messaufnehmer (6), wobei der Messaufnehmer (6) eine Messspitze (7) zum Zusammenwirken mit der Auflage (4) in der Messzone (3) aufweist, und mit einem Positionsaufnehmer (8) zur Aufnahme der Position eines Indikatorelementes (9) des Messaufnehmers (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (5) als Fluidlager ausgebildet ist.
2. 2. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidlager ein Gaslager ist.
3. 3. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidlager einen porösen Werkstoff zur Fluidführung umfasst.
4. 4. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer (6) als Messstab (11) ausgebildet ist.
5. 5. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer (6) eine Aufnahme für Zusatzgewichte aufweist.
6. 6. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzone (3) der Auflage (4) durchscheinend, insbesondere durchsichtig, ausgebildet ist.
7. 7. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsaufnehmer (8) als kapazitives System ausgebildet ist.
8. 8. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsaufnehmer (8) als optisches System ausgebildet ist.
9. 9. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass um die Messzone (3) ein Drehelement (12) mit Führungen (13) zur seitlichen Führung des Bandes (2) angeordnet ist. 8/10 österreichisches Patentamt AT510 009 B1 2012-01-15
10. 10. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (4) höhenverstellbar angeordnet ist.
11. 11. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (5) im Wesentlichen parallel zur Auflage (4) mittels einer Bewegungseinrichtung bewegbar ist.
12. 12. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsrolle (15) vorgesehen ist, wobei die Führungsrolle (15) zur Führung des Bandes (2) auf die Auflage (4) ausgebildet ist, und dass die Auflage (4) und die Lageranordnung (5) relativ zu der Führungsrolle (15) verschiebbar gelagert sind.
13. 13. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzone(3) allein in Bezug auf die Führungsrolle (15) höhenverstellbar ist.
14. 14. Verfahren zur Dickenmessung eines Bandes (2), wobei das Band (2) auf einer eine Messzone (3) umfassenden Auflage (4) angeordnet wird, von einem im Wesentlichen normal zu der Auflage (4) mittels einer als Fluidlager ausgebildeten Lageranordnung (5) beweglich gelagerten Messaufnehmer (6) das Band (2) gegen die Auflage (4) in der Messzone (3) gedrückt wird, wobei eine Messspitze (7) des Messaufnehmers (6) mit dem Band (2) in Kontakt gehalten wird, von einem Positionsaufnehmer (8) die Position eines Indikatorelementes (9) des Messaufnehmers (6) aufgenommen wird, und aus den Daten des Positionsaufnehmers (8) die Dicke des Bandes (2) bestimmt wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 9/10